这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
!q*]_1 展示了可能的期望需求,设计,
优化和一个能够生成无散斑高帽的
衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。
p2Fi(BW*q _NM=9cWd 2.模拟任务 1Q9eS& 5LxzET"P DOE:
:*lB86Ly 相位型衍射
$qhVow5~ 光束整形器
qd?k#Gw& 直径:2mmx2mm
4_?*@L1 形状:圆形
3 jay V 相位级次:16
_l.kbfp@ 'I)E.D oF
e@{8G^o>D 3.建模任务:入射光场 5nG$6Hw C)Hb= 高斯准直
激光光束的光束
参数 "8`f x XZ&q5]PJI •
波长:632.8nm
KP!ctlP~ • 激光光束直径(1/e2):1mm
}^B=f_Ag x BMhk9b^0
M7n|Z{?( :+|os" 4.建模任务:期望输出光场 <rF Y$
?x c-^\YSDMN 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
uCpk1d Z(-@8=0 • FWHM-直径:0.5mm
[z`m`9Aq • 边缘宽度:50um
FA;uu\ • 效率:>95%
&`[Dl(W • 信噪比(SNR):>30dB
[.`#N1-@M • 杂散光:<5%
AZYu/k t6O/Q0_
uia-w^F e DcQsdeuQ 5.设计方案 %8yX6`lH Y:XxTa* • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
NEh5
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
u!&Vbo? .B CEos`
#~^Y2-C# CzZmC]5 6. 衍射光束整形器会话编辑器 j5;eSL@/ gyW##M@{ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
}$|uIS • 用户必须输入所需的信息
kycZ - 入射场
9
&~Rj 9 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
ef=LPCi? -
系统参数
ZO $}m? - 制造条件
3M{/9rR[ v1Lu.JQC$
NPM}w! ?5!>k^q 7.设计过程 |PED8K:rU %Ot^G%34
~Xg@,?Zr S:GX!6>
PuhFbgxy )_nc;&%w 设计和优化过程由两步完成:
)Aky:kM$ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
|:i``gFj 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
s:y=X$&M K?q1I<94 8.系统模拟 .^S#h
(A • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
b;O|-2AR • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
it~>)_7*P • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
J!o[/`4ib • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
V[Jd1T xhIC["z5
MhZT<6 Yl+r>+^ 9. 初始几何光学设计的结果 bb6J$NR YoKY&i6r}
Y.qlY3iBp 0'm4
)\ 感兴趣的优化函数
lk6*?EJ • 效率满足(>95%)
o5\nqw^ • 信噪比不满足(<30db)
Y,kTk • 杂散光不满足(>5%
AopCxaJ` H|H!VPof]
eM*@zo<- 4w:_4qyb 10. 后续IFTA优化后的结果 eXI ^9uH uJ4RjLM`
MH`H[2<\!, )x-iru
A:
Wm
nsD! (DCC4%w" 感兴趣的优化函数
U<**Est • 效率满足(>95%)
QUp()B1 • 信噪比满足(<30db)
WKFmU0RK • 杂散光满足(<5%)
)Aa98Eu?2 ->x+ p" 11.总结 3
[lF • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
-bK# &o, • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
sY=fS2b#) • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
X 5LI • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。
2yhtJ9/ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。